المستشعرات الرادارية في أنظمة مساعدة السائق
مساعد تغيير حارة السير
تجد هنا معلومات مفيدة ونصائح قيِّمة حول موضوع مساعد تغيير حارة السير ومساعد الزاوية الميتة.
ضمن مساعي تطوير أنظمة مساعدة السائق من أجل تجنب الحوادث يتزايد باستمرار الاهتمام بالمستشعرات الرادارية لأنظمة المساعدة من أجل مراقبة المساحة الواقعة خلف السيارة. وتتزايد باستمرار موديلات السيارات التي يتم تجهيزها قياسيا بتلك المستشعرات. ولهذا السبب سيصبح موضوع التشخيص والإصلاح عاجلاً أو آجلاً جزءًا من أعمال الورشة اليومية، ليس فقط بالنسبة للورشة الخاصة بماركة السيارة نفسها، وإنما أيضا للورش المستقلة. ونود في هذا المقال أن نتناول بصفة خاصة موضوع المستشعرات الرادارية المستخدمة للتطبيقات المتعلقة بالمساحة الموجودة خلف السيارة، واستخدامها في نظام مساعدة السائق "مساعد تغيير حارة السير".
إرشادات أمان مهم
ا قامت هيلا بتجميع المعلومات الفنية والنصائح العملية التالية من أجل توفير الدعم المهني لورش المركبات في عملها. المعلومات المقدمة في هذا الموقع مخصصة للاستخدام من قبل الموظفين المؤهلين بشكل مناسب فقط.
فهرس المحتويات
المستشعرات الرادارية في أنظمة مساعدة السائق: جديرٌ بالمعرفة
يتزايد باستمرار اعتماد أنظمة مساعدة السائق التي توفر الدعم للسائق على المستشعرات الرادارية. حيث تتميز هذه التقنية بقدرة المستشعرات الرادارية على الوصول إلى نتيجة قياس دقيقة في مختلف أحوال الطقس. ويرتبط مصطلح "الرادار" في المقام الأول بقطاع النقل الجوي أو الشحن البحري. حيث توطدت هذه الأنظمة وأثبتت جدارتها في تلك القطاعات منذ سنوات طويلة. وكلمة الرادار "Radar" هي اختصار للمصطلح Radio Detection and Ranging وتعني "التحديد اللاسلكي للموقع وقياس المدى".
وطريقة عمل جهاز الرادار ببساطة هي أنه يرسل موجات كهرومغناطيسية مُركَّزة بسرعة الضوء، وتُسمى تلك الموجات "بالإشارات الرئيسية". وإذا اصطدمت هذه الموجات بجسم ما، فإنها تنعكس على هيئة صدى (وتُسمى بالإشارات الثانوية) ومن ثم يستقبلها النظام ويقوم بتقييمها. وعندئذ يمكن وحدة التقييم الإلكترونية للنظام تحديد اتجاه وسرعة ذلك الجسم والمسافة الفاصلة عنه.
التطبيقات في مجال السيارات
في العديد من أنظمة المساعدة تستخدم المستشعرات الرادارية لقياس المسافة في المساحتين الموجودتين أمام وخلف السيارة.
تتوفر المستشعرات الرادارية المستخدمة في الأنظمة المتعلقة بالجزء الأمامي للسيارة، مثل نظام التحكم المتوائم في سرعة السير ACC (مثبت السرعات المتوائم)، منذ سنوات طويلة بالفعل في العديد من السيارات.
ضمن مساعي تطوير أنظمة مساعدة السائق من أجل تجنب الحوادث يتزايد باستمرار الاهتمام بالمستشعرات الرادارية لأنظمة المساعدة من أجل مراقبة المساحة الواقعة خلف السيارة. وتتزايد باستمرار موديلات السيارات التي يتم تجهيزها قياسيا بتلك المستشعرات. ولهذا السبب سيصبح موضوع التشخيص والإصلاح عاجلاً أو آجلاً جزءًا من أعمال الورشة اليومية، ليس فقط بالنسبة للورشة الخاصة بماركة السيارة نفسها، وإنما أيضا للورش المستقلة.
أنظمة المساعدة تقدم العون للسائق. ويتم استخدام العديد من التقنيات في هذا المجال.
مستشعرات HELLA الرادارية بتردد 24 جيجا هرتز: الأساسيات
منذ أكثر من عِقد من الزمان تنتج HELLA مستشعرات رادارية تعمل بنطاق التردد الضيق 24 جيجا هرتز. فمنذ عام 2005 كانت شركة HELLA بالفعل قد أدخلت الجيل الأول للمستشعرات الرادارية 24 جيجا هرتز ضمن خطوط إنتاجها القياسي. ومجموعة المستشعرات مناسبة للوظائف القياسية التي أصبحت معتادة حاليا مثل وظيفة التعرف على الزاوية الميتة ومساعد تغيير حارة السير وأيضا مساعد الخروج من مكان الاصطفاف بظهر السيارة.
يرصد المستشعر الراداري معلومات السرعة والزاوية والمسافة الخاصة بالأجسام الموجودة في نطاق يصل إلى 70 متر خلف السيارة ويقوم بتقييمها. ومنذ الجيل الأول للجهاز يتم هنا استخدام طريقة التضمين LFMSK (طريقة الإرسال بالإزاحة التضمينية للتردد الخطي).
وبواسطة هذه الطريقة يمكن رصد وتحديد المسافة والسرعة النسبية للعديد من الأهداف بإشارة واحدة فقط (Chirp)، والتي يتغير ترددها بمرور الوقت.
أما في جيل الرادار الثالث فيُستخدم فقط نمط FM مطور يتم فيه تحديد عرض نطاق التضمين على 200 ميجا هرتز كحد أقصى. ويعمل النظام بمتوسط قدرة إرسال 13 ديسيبل مللي واط (EIRP) في نطاق تردد يتراوح بين 24,05 و24,25 جيجا هرتز. ويتناسب معدل التغطية المكانية الناتج عن ذلك والبالغ 0,75 متر مع وظائف الجزء الخلفي المتوفرة. ولتحديد الزاوية تُستخدم في تلك الأثناء طريقة النبضة الأحادية. واعتمادًا على أساليب معالجة الإشارة المحددة يقوم النظام بمقارنة أطوار انعكاسات الرادار عن طريق مسارات الاستقبال المختلفة.
في الجيل الرابع من المستشعرات الرادارية تم دمج وظيفة أمان أخرى وهي مساعد النزول من السيارة. وبفضل هذه الوظيفة يمكن التعرف على مواقف الخطر، مثل السيارات المارة بجوار سيارتك، في وقت مبكر قبل النزول من السيارة ومن ثَمَّ تحذير ركاب السيارة.
| البيانات الفنية | |
|---|---|
| مبدأ القياس | طريقة LFMSK (طريقة الإرسال بالإزاحة التضمينية للتردد الخطي) |
| نطاق التردد | 24,15 جيجا هرتز/ISM |
| عرض النطاق | <= 200 ميجا هرتز/ISM |
| قدرة النقل | <= +20 ديسيبل مللي واط للقدرة القصوى، EIRP |
| مدة الدورة | 1,5 دقيقة عند 200 ميجا هرتز OBW |
| قياس السرعة فاصل السرعة النسبي |
-70 م/ث حتى +70 م/ث |
| نطاق الرصد – اتجاه السمت | 165° |
بحسب جيل المستشعر يمكن دمج التطبيقات التالية:
مساعد تغيير حارة السير: التصميم والوظيفة
يعد كل من تصميم ووظيفة مساعد تغيير حارة السير من الإبداعات التقنية التي تضمها أنظمة مساعدة السائق. حيث يتولى هذا النظام إعلام السائق بشأن الأخطار المحتملة عندما يريد تغيير حارة السير على الطرق السريعة والشوارع متعددة الحارات، حيث يسهم هذا النظام في منع وقوع الحوادث، وبالتالي في تحقيق السلامة المرورية في الطريق.
في هذا الموضوع سيتم عرض معلومات النظام التالية مع الاستعانة بنظام مساعدة السائق "Audi Side Assist" كمثال.
أجهزة التحكم
يتكون مساعد تغيير حارة السير من جهاز تحكم رئيسي وآخر فرعي متطابقين في تصميميهما. وبالاشتراك مع مستشعر راداري مدمج يُشكل كلا جهازي التحكم وحدة واحدة مستقلة. وفوق المستشعر الراداري يتم تغطية جهاز التحكم بغطاء بلاستيكي. هذا الغطاء، الذي يُسمى أيضا "القبة الرادارية"، وهو مصنوع من خامة خاصة تنفذ من خلالها أشعة الرادار بشكل مثالي.
يتم تركيب جهاز التحكم "الرئيسي" (1) خلف المصدم على الجانب الأيسر وتركيب جهاز التحكم "الفرعي" (2) خلف المصدم على الجانب الأيمن.
.
مصابيح التحذير
بالإضافة إلى ذلك يحتوي النظام على مصباحي تحذير بكل منهما 4 دايودات LED تكون مركبة في علب المرآتين الجانبيتين اليسرى واليمنى.
مفتاح التشغيل والإيقاف
الزر الذي يتم عن طريقه تشغيل أو إيقاف وظيفة مساعد تغيير حارة السير، موجود في الغطاء فوق كسوة الباب الأمامية اليسرى.
وتظهر حالة النظام عن طريق مصباح LED مدمج في الزر. ويقوم النظام بتخزين آخر حالة تم ضبطها ويعود للعمل بها عند إعادة التشغيل.
شرح وظيفة مساعد تغيير حارة السير
يعمل مساعد تغيير حارة السير "Side Assist" بدءًا من سرعة 30 كم/س. ويبلغ نطاق رصد (A) المستشعرات الرادارية حوالي 50 متر خلف السيارة وحوالي 3,60 متر (B) بجانب السيارة.
يراقب النظام حركة المرور خلف السيارة وبجانبها بواسطة المستشعرات الرادارية. والمساحة التي يتم مُرَاقبتها تشمل المنطقة غير المرئية بالنسبة للسائق "زاوية الرؤية الميتة" وكذلك جهة السائق وجهة الراكب الأمامي.
إذا تواجدت سيارة في المساحة التي يراقبها النظام مما يتعذر معه تغيير حارة السير، يتم إعلام السائق بذلك من خلال إضاءة ضعيفة من مبينات LED الموجودة في المرآة الجانبية اليمنى أو اليسرى. وتكون شدة الإضاءة أقل نسبيا، لكي لا يتم تشتيت انتباه السائق دون داعٍ. وإذا قام السائق في هذا الموقف بتشغيل ذراع إشارات تغيير الاتجاه من أجل تغيير حارة السير، يتم تحذير السائق من خلال وميض مُركَّز من لمبة التحذير في المرآة الجانبية على الجانب المعني، سواء الأيمن أو الأيسر.
إذا رصد النظام وجود سيارة، ويقوم جهاز التحكم المعني في الوقت نفسه بحساب الوقت المُقدر حتى وقوع تصادم محتمل. وبالاستعانة بهذا التقييم يُفرِّق النظام بين السيارات المقتربة أو المجاورة أو التي تم تخطيها.
يبلغ نطاق رصد (A) المستشعرات الرادارية حوالي 50 متر خلف السيارة وحوالي 3,60 متر (B) بجانب السيارة.
الاتصال ودمج النظام: عرض عام
لحساب معلومات السائق المتعلقة بموقف خطر محتمل، يحتاج مساعد تغيير حارة السير إلى العديد من المعلومات. ويحصل جهاز التحكم على المعلومات الضرورية من مصادر مختلفة.
ويتم توصيل جهاز التحكم الرئيسي والفرعي مع بعضهما البعض عن طريق ناقل بيانات خاص فائق السرعة يُسمى High-Speed-CAN. حيث يتم تبادل البيانات بسرعة نقل 500 كيلوبت/ثانية. وللاتصال اللاحق في السيارة يتم توصيل جهاز التحكم الرئيسي مع منافذ واجهة التشخيص من أجل تبادل البيانات مع الأجهزة الأخرى التي تشترك في ناقل البيانات.
الاتصال ودمج نظام مساعد تغيير حارة السير
| الوحدة | المعلومات |
|---|---|
| لوحة تحكم جهاز التحكم | معلومات السائق المرئية والصوتية بشأن الاختلالات التي تطرأ |
| مستشعر المطر والضوء | يخبر جهاز التحكم الرئيسي بدرجة سطوع الإضاءة المحيطة المقاسة حاليا لمواءمة مصابيح التحذير |
| جهاز التحكم في نظام ABS | معلومات بشأن سرعة العجلة ومعدل الانحراف |
| جهاز تحكم التعرف على المقطورة | معلومات جر المقطورة |
| زر مساعد الحفاظ على حارة السير | "تشغيل أو إيقاف" معلومات مساعد الحفاظ على حارة السير |
| جهاز التحكم المركزي في وسائل الراحة |
|
| جهاز تحكم أحقية التشغيل | معلومات أحقية الوصول والتشغيل ومعلومات المفتاح |
| جهاز تحكم وحدة البيان والاستعمال | رغبة السائق في مدى "سطوع مصابيح التحذير" |
معلومات السائق في مجموعة أجهزة القياس والبيان
في حالة إيقاف النظام ستظهر التنويهات التالية في وحدة عرض مجموعة أجهزة القياس والبيان:
| التنويهات في وحدة العرض | السبب |
|---|---|
| نظام Audi Side Assist غير متاح: هناك إعاقة للمستشعرات | حامل دراجات هوائية أو ما شابه يعوق نطاق عمل أو مجال رؤية المستشعرات. |
| نظام Audi Side Assist: خلل بالنظام | بسبب وجود مستشعر معطل لم يعد بمقدور النظام ضمان صحة عمله، ومن ثم يتوقف النظام. |
| نظام Audi Side Assist: غير متاح حاليا | إيقاف مؤقت بسبب وجود بطارية معطلة أو حالة شحن منخفضة للغاية. |
| نظام Audi Side Assist: غير متاح أثناء جر المقطورة | تم التعرف على جر المقطورة. |
القيود على عمل النظام
تم تصميم نظام الرادار بحيث يمكنه تغطية جميع مواقف القيادة على حارات السير ذات العرض العادي عند وجود حارة سير واحدة يمنيا وأخرى يسارا. وعلى الرغم من ذلك يمكن أن يقوم النظام في بعض الحالات بتشغيل لمبة التحذير في المرآة، رغم عدم وجود سيارة في النطاق الحرج بالنسبة لتغيير حارة السير.
أمثلة مواقف قد تختلف بحسب الشركة المصنعة للسيارة:
- عندما يسير السائق في طرق ضيقة مع الاقتراب بشدة من حافة الطريق ويتم رصد السيارات التي تسير في حارة سير أخرى
- عند اجتياز المنعطفات الضيقة قد يتجاوب النظام في بعض الأحيان مع سيارة تسير في حارة السير بعد التالية
- التجاوب مع حواجز طريق مرتفعة للغاية أو منحرفة أو أية أجسام أخرى
- القيود الوظيفية الناجمة عن أحوال الطقس السيئة للغاية
ملاحظة
لضمان أداء مساعد تغيير حارة السير وظيفته بطريقة سليمة لا يجوز تغطية نطاق المستشعرات الرادارية الموجودة في المصدم أو وضع ملصقات على تلك المناطق. كما يجب الحفاظ على هذه الأماكن خالية من الثلج والجليد في فصل الشتاء.
إرشادات تشخيص وإصلاح مساعد تغيير حارة السير: فيديو
أعمال الخدمة الخاصة بالمستشعر الراداري - نظام Audi Side Assist
نوضح لك في هذا الفيديو إرشادات التشخيص والإصلاح الخاصة بنظام مساعدة السائق "مساعد تغيير حارة السير".
03:41 دقيقة
أعمال الخدمة الخاصة بمساعد تغيير حارة السير: التشخيص
التشخيص
يتم باستمرار مراقبة وظائف نظام مساعد تغيير حارة السير. ويتم تخزين الأخطاء التي تطرأ في ذاكرة أخطاء جهاز التحكم ويمكن قراءتها باستخدام جهاز تشخيص مناسب. وبحسب النظام يمكن إظهار بارامترات إضافية والاستعانة بها لتقصي الأخطاء.
في إطار تقصي الأخطاء يمكن الاستعانة بوظائف التشخيص التالية:
كود الخطأ
يمكن في هذه الوظيفة قراءة وحذف أكواد الأخطاء المخزنة في ذاكرة الأخطاء. كما يمكن استدعاء معلومات حول كود الخطأ.
قراءة البارامترات
في هذه الوظيفة يمكن إظهار قيم القياس الحالية لجهاز التحكم.
تنفيذ اختبار المشغل
- التحكم في الجزء من خلال جهاز التحكم في الأنظمة الإلكترونية
- فحص الوظيفة الأساسية وتوصيل كابلات المكونات
التشفير
- يمكن في هذه الوظيفة إتاحة أو تشفير مكونات جديدة أو وظائف إضافية في أحد الأنظمة.
- تشفير المشغلات أو أجهزة التحكم بعد التغيير في السيارة
تعريف أجهزة التحكم
يمكن هنا استدعاء معلومات خاصة متعلقة بالأنظمة وأجهزة التحكم.
ملاحظة
تم عرض إمكانيات التشخيص المختلفة بالاستعانة بجهاز التشخيص mega macs 66 كمثال. مدى تعمق الفحص الفعلي وتنوع الوظائف يرتبط بتهيئة النظام الفعلية لجهاز التحكم.
المعايرة
لضمان عمل مساعد تغيير حارة السير بطريقة سليمة، يجب القيام بمواءمته بعد إجراء الأعمال التالية:
- إذا تم تغيير أحد جهازي التحكم أو كليهما
- إذا تم إجراء أعمال إصلاح على الجزء الخلفي من جسم السيارة
- إذا تم تغيير وضع المصدم الخلفي
- في حالة تغيير وضعية تركيب أجهزة التحكم نتيجة أعمال التركيب والفك
لمعايرة النظام يلزم توفير مولد دوبلر ولوحة معايرة بالإضافة إلى جهاز تشخيص. ويتم محاذاة أداوات الفحص خلف السيارة طبقا لتعليمات الشركة المصنعة للسيارة. ويحاكي مولد دوبلر جسما متحركا. يتم بدء إجراء عملية المعايرة من خلال جهاز التشخيص ويتم تنفيذها طبقا لخطوات العمل المقررة. في إطار هذه العملية الأوتوماتيكية بالكامل يتعرف جهاز التحكم على قيم التصحيح الضرورية من واقع الوضع الفعلي والوضع المقرر ويخزن تلك القيم من أجل قياسات المسافة مستقبلا.
ما مدى فائدة هذه المقالة بالنسبة لك؟
غير مفيد على الإطلاق
مفيد جدا